Oamenii de știință continuă să forțezepanouri solarepentru a fi mai eficient și există un nou record de raportat: o nouă celulă solară atinge o eficiență de 39,5% în condiții standard de iluminare globală cu 1 soare.
Marca 1-soare este doar o modalitate standardizată de a măsura o cantitate fixă de lumină solară, acum aproape 40% din radiație poate fi convertită în electricitate. Recordul anterior pentru acest tip depanou solarmaterialul a avut o eficiență de 39,2%.
Există mai multe tipuri de celule solare în jur decât ați putea crede. Tipul folosit aici sunt celulele solare în tandem cu triplă joncțiune III-V, desfășurate în mod obișnuit în sateliți și nave spațiale, deși au și un potențial mare pe teren solid.
„Noile celule sunt mai eficiente și mai simplu de proiectat și ar putea fi utile pentru o varietate de aplicații noi, cum ar fi aplicații extrem de constrânse sau aplicații spațiale cu emisii reduse”, a spus fizicianul Myles Steiner de la Laboratorul Național de Energie Regenerabilă..”NREL) în Colorado.
În ceea ce privește eficiența celulelor solare, partea „triple joncțiune” a ecuației este importantă. Fiecare nod este concentrat într-o anumită parte a intervalului spectral solar, ceea ce înseamnă că se pierde mai puțină lumină și este nefolosită.
Eficiența este îmbunătățită și mai mult prin utilizarea așa-numitei tehnologii „puțuri cuantice”. Fizica din spatele lor este destul de complexă, dar ideea generală este că materialele sunt selectate cu atenție și optimizate și cât mai subțiri posibil. Acest lucru afectează intervalul de bandă, cantitatea minimă de energie necesară pentru a excita electronii și a permite curentului să circule.
În acest caz, cele trei joncțiuni constau din fosfură de galiu indiu (GaInP), arseniură de galiu (GaAs) cu o eficiență suplimentară a sondei cuantice și arseniura de galiu indiu (GaInAs).
„Un factor cheie este că, deși GaAs este un material excelent și este utilizat în mod obișnuit în celulele cu mai multe joncțiuni III-V, nu are banda interzisă exactă pentru celulele cu triplă joncțiune, ceea ce înseamnă că fotocurentul dintre cele trei celule. Echilibrul nu este optim, ” a spus fizicianul NREL Ryan France.
„Aici, am modificat intervalul de bandă prin utilizarea puțurilor cuantice, menținând în același timp calitatea excelentă a materialului, care permite acest dispozitiv și, eventual, alte aplicații.”
Unele dintre îmbunătățirile adăugate în această ultimă celulă includ creșterea cantității de lumină absorbită fără nicio pierdere de tensiune corespunzătoare. Au fost făcute câteva alte modificări tehnice pentru a minimiza restricțiile.
Aceasta este cea mai mare eficiență 1-soare dintre oricarepanou solarcelulă înregistrată, deși am observat eficiențe mai mari de la radiația solară mai intensă. În timp ce tehnologia va dura să treacă de la laborator la produsul real, potențialele îmbunătățiri sunt interesante.
Celulele au înregistrat, de asemenea, o eficiență spațială impresionantă de 34,2%, ceea ce ar trebui să obțină atunci când sunt utilizate pe orbită. Greutatea lor și rezistența la particulele de înaltă energie le fac deosebit de potrivite pentru această sarcină.
„Deoarece acestea sunt cele mai eficiente celule solare cu 1 soare la momentul scrierii, aceste celule stabilesc, de asemenea, un nou standard pentru eficiența realizabilă a tuturor tehnologiilor fotovoltaice”, au scris cercetătorii în lucrarea lor publicată.
Ora postării: 24-mai-2022
